[发明专利]具有保护电路的共源共栅放大器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电子装置，且更具体地说，涉及放大器。

背景技术

放大器通常用于各种电子装置中以提供信号放大。不同类型的放大器可用于不同用途。举例来说，例如蜂窝式电话等无线通信装置可包括发射器及接收器以进行双向通信。发射器可利用驱动器放大器(DA)及功率放大器(PA)，接收器可利用低噪声放大器(LNA)，且发射器及接收器可利用可变增益放大器(VGA)。

亚微米互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺通常用于无线装置及其它电子装置中的射频(RF)电路以便减小成本且改进集成度。随着CMOS装置大小持续收缩，亚微米晶体管越来越容易受到在大信号摆动条件下的应力影响。应力可不利地影响用这些亚微米晶体管实施的放大器的可靠性。非常需要具有良好性能及良好可靠性的放大器。

发明内容

本文中描述一种具有保护电路的共源共栅放大器，其可以亚微米CMOS来制造且具有良好可靠性。在一个示范性设计中，所述放大器包括并联耦合的多个分支，其中所述多个分支包括至少一个可切换分支。每一可切换分支可在“接通”状态下操作以增加放大器的总增益或在“断开”状态下操作以减小总增益。每一可切换分支可包括耦合到共源共栅晶体管的增益晶体管。所述增益晶体管可在接通状态下放大输入信号且提供经放大的信号，且可在断开状态下不放大输入信号。共源共栅晶体管可在接通状态下缓冲经放大的信号且提供输出信号。

电感器可耦合于电源电压与每一分支中的共源共栅晶体管的漏极之间。输出信号接着可具有低于及高于供应电压的电压摆动。偏置电路可接收输出信号且提供用于每一分支中的共源共栅晶体管的偏置电压。

对于每一可切换分支来说，可借助保护电路在接通状态以及断开状态下在增益晶体管与共源共栅晶体管之间分裂输出信号的电压摆动。每一晶体管接着可在接通状态及断开状态两者下观测到输出电压摆动的小部分，此可减小应力且改进可靠性。在一个示范性设计中，可通过断开/浮动增益晶体管且使共源共栅晶体管的栅极与源极短接来实现在断开状态下的电压分裂。可通过(i)将增益晶体管的源极从电路接地去耦或(ii)使增益晶体管的栅极短接到电路接地且使栅极从输入信号断开来断开增益晶体管。

下文进一步详细描述本发明的各种方面及特征。

附图说明

图1展示无线通信装置的框图。

图2展示共源共栅放大器的示意图。

图3及图4展示具有保护电路的共源共栅放大器的两个示范性设计。

图5展示具有堆叠式共源共栅晶体管与保护电路的共源共栅放大器的示范性设计。

图6展示用于操作放大器的过程。

具体实施方式

词“示范性”在本文中用以意指“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示范性”的任何设计未必应解释为比其它设计优选或有利。

本文中所描述的具有保护电路的共源共栅放大器可用于例如无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持式装置、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、广播接收器、蓝牙装置、消费型电子装置等各种电子装置。为清晰起见，下文描述共源共栅放大器在可为蜂窝式电话或某种其它装置的无线装置中的使用。

图1展示无线通信装置100的示范性设计的框图。在此示范性设计中，无线装置100包括数据处理器110及收发器120。收发器120包括支持双向无线通信的发射器130及接收器150。一般来说，无线装置100可包括用于任何数目的通信系统及任何数目的频带的任何数目的发射器及任何数目的接收器。

在发射路径中，数据处理器110处理待发射的数据且将模拟输出信号提供到发射器130。在发射器130内，模拟输出信号由放大器(Amp)132放大、由低通滤波器134滤波以移除由先前数/模转换引起的不合需要的图像、由可变增益放大器(VGA)136放大且由上变频转换器138从基带上变频转换为RF。所述经上变频转换的信号由滤波器140滤波以移除由上变频转换引起的不合需要的图像、由驱动器放大器(DA)142及功率放大器(PA)144进一步放大、通过双工器/开关146路由且经由天线148进行发射。